DE69229514T2 - Bandsperre - Google Patents

Bandsperre

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DE69229514T2
DE69229514T2 DE69229514T DE69229514T DE69229514T2 DE 69229514 T2 DE69229514 T2 DE 69229514T2 DE 69229514 T DE69229514 T DE 69229514T DE 69229514 T DE69229514 T DE 69229514T DE 69229514 T2 DE69229514 T2 DE 69229514T2
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/207Hollow waveguide filters
    • H01P1/208Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure
    • H01P1/2084Cascaded cavities; Cascaded resonators inside a hollow waveguide structure with dielectric resonators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/207Hollow waveguide filters
    • H01P1/209Hollow waveguide filters comprising one or more branching arms or cavities wholly outside the main waveguide

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Description

    Fachgebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft Bandsperr- oder "Kerb"-Filter. Insbesondere betrifft die Erfindung verbesserte Bandsperrfilter, die unter Verwendung einer Vielzahl von Resonatoren in Kombination mit einer Übertragungsleitung mit schrittweiser oder abgestufter Impedanz realisiert werden.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Herkömmliche Hochfrequenz- und Mikrowellen-Schmalband- Bandsperren bestehen im allgemeinen aus einem Stück einer Übertragungsleitung oder eines Wellenleiters, an welchen mehrere Bandsperr-Resonatoren mit einem Anschluß entweder durch direkten Kontakt, durch eine Sonde, durch eine Schleife oder durch eine Blende in Abständen angekoppelt sind, die etwa einem ungeraden Vielfachen einer Viertelwellenlänge, gewöhnlich eine Viertelwellenlänge oder drei Viertelwellenlängen, entsprechen. Die einzelnen Resonatoren sind typischerweise Viertelwellenlängen-Übertragungsleitungs-Resonatoren, Hohlraumresonatoren oder dielektrische Resonatoren.
  • Es ist auch bekannt, bestimmte Einrichtungen zum Abstimmen der Frequenz der Resonatoren vorzusehen, da die Herstellungstoleranzen und die Materialeigenschaften die Resonator- Frequenzen zu wenig vorherbestimmbar machen, um ein optimales Filterverhalten zu garantieren. Gewöhnlich wird die charakteristische Impedanz der Übertragungsleitung entlang ihrer Länge konstant gehalten. Es sind bereits Filter unter Anwendung der Streifenleitertechnik hergestellt worden, was zu einem Entwurfsverfahren geführt hat, bei welchem ganz bestimmte Impedanzwerte in einer Übertragungsleitung mit schrittweise ab gestufter Impedanz hergestellt werden (Schiffman und Young, "Design Tables for an Elliptic-Function Bandstop Filter N = 5", IEEE Transactions an Microwave Theory and Techniques, vol. MEET-14, Nr. 10, Oktober 1966, S. 474-481). Solche Entwürfe neigen jedoch zu Nachteilen einer sehr komplizierten Anordnung, erfordern strenge Abmessungstoleranzen, sie sind für Schmalband-Anwendungen ungeeignet und zeigen übermäßige Durchlaßband-Verluste.
  • Bei Schmalband-Bandsperren des Standes der Technik muß das unbelastete Q aller Resonatoren maximiert werden, um die beste Charakteristik zu erreichen, während ihr Koppelniveau zur Übertragungsleitung einzeln eingestellt werden muß, um die beste Charakteristik zu erreichen. Unglücklicherweise können die optimalen Koppelwerte einer gegebenen Übertragungsleitung mit konstanter Impedanz das mittels eines gegebenen Koppelverfahrens erreichbare oder erwünschte Maximum überschreiten. Das Verhalten des Filters mit einer festen Anzahl von Resonatoren wird dann nicht durch das maximal erreichbare unbelastete Q der Resonatoren, sondern durch die maximal erreichbare Kopplung begrenzt. Unter diesen Umständen kann keine optimale Charakteristik des Filters realisiert werden.
  • Während ein Gleichwelligkeits-Bandsperr-Kerb-Filter mit einer Übertragungsleitung konstanter Impedanz beispielsweise aus dem Patent USA-A-4.862.122 bekannt und ein maximales Niveau der Kopplung der Resonatoren zur Übertragungsleitung gegeben ist, wäre es erwünscht, folgendes zu erreichen:
  • gleiche oder bessere Charakteristik (Kerbentiefe, Selektivität, Bandbreite) mit weniger Resonatoren,
  • größere Kerb-Selektivität (Verhältnis der Breite des Bodens der Kerbe zum Abstand zwischen den Durchlaßband-Kanten) bei entsprechender oder besserer Kerbentiefe oder größerer Kerbentiefe (höheres Niveau der Bandsperrung) bei entsprechender oder besserer Kerb-Selektivität.
  • Unter dem Gesichtspunkt der Herstellung und des Einbaues wäre es weiterhin wünschenswert, eine verminderte Empfindlichkeit der charakteristischen Resonanzfrequenz eines jeden Resonators vom Kopplungsmechanismus zu erreichen, der den Resonator an die Übertragungsleitung koppelt. Dies könnte zu einer verbesserten mechanischen und Temperaturstabilität der Filter, zur besseren Reproduzierbarkeit der elektrischen Charakteristik von Vorrichtung zu Vorrichtung sowie zu einer geringeren Wechselwirkung zwischen der Abstimmung der Kopplung und der Abstimmung der Resonanzfrequenz eines Resonators führen.
  • Ferner wäre es wünschenswert, wenn eine Vielzahl verschiedener Kerb-Filter unter Verwendung einiger relativ standardisierter Elemente, wie Resonatoren, Übertragungleitungselemente und Koppelelemente herstellbar wäre, ohne daß eine Vielzahl spezieller Bauteile hergestellt werden muß, die nur für eine gegebene Filter-Konstruktion einsetzbar sind.
  • Durch die Erfindung wird eine Bandsperre mit den Merkmalen von Anspruch 1 geschaffen.
  • Bei Kerbfiltern nach der vorliegenden Erfindung werden eine Vielzahl im wesentlichen identischer Resonatoren und eine Übertragungsleitung mit abgestufter oder gestaffelter Impedanz verwendet. Die Übertragungsleitung hat ein Eingabe-Ende und ein Ausgabe-Ende. Weiterhin hat ein erster, ausgewählter, zentral gelegener Abschnitt der Leitung einen relativ hohen Impedanzwert, wobei zumindest einige aus der Vielzahl der Resonatoren im gewählten Abstand voneinander an die Leitung angekoppelt sind.
  • Die gewählten Abstände der Resonatoren haben die Größenordnung einer ungeraden Anzahl von Viertelwellenlängen der Nominal-Mittenfrequenz des Filters. Somit können die Resonatoren in einem Abstand von einer Viertelwellenlänge oder von drei Viertelwellenlängen voneinander angeordnet werden.
  • Solche Filter enthalten auch erste und zweite Viertelwellenlängen-Impedanz-Transformator-Abschnitte, wobei ein erster Transformator-Abschnitt an das Eingabe-Ende der Übertragungsleitung und ein zweiter Transformator-Abschnitt an deren Ausgabe-Ende angekoppelt ist. Jeder der Transformator-Abschnitte hat einen Impedanzwert, der kleiner ist als der Impedanzwert der Übertragungsleitung.
  • An den ersten Impedanz-Transformator-Abschnitt kann ein Eingabe-Signal angelegt und an den zweiten Impedanz-Transformator-Abschnitt kann eine Last angekoppelt werden. Die beschriebenen Kerbfilter ergeben hohe Leistung mit einem tiefen, relativ schmalen Dämpfungsbereich.
  • Die Resonatoren werden auf unterschiedliche, entlang des Filters entweder wachsende oder abnehmende Frequenzen abgestimmt. Die von der Nominal-Mittenfrequenz des Filters aus schrittweise zu- oder abnehmende Abstimmungsfrequenz kann für ein gegebenes Paar von Resonatoren gleich sein.
  • Ein Kerb-Filter kann mit zwei oder mehr Resonanzhohlräumen aufgebaut werden, von denen einige im Abstand voneinander entlang eines zentralen Übertragungsleitungsabschnittes mit relativ hoher Impedanz angeordnet werden. Andere Resonatoren können an den Viertelwellenlängen-Impedanz-Transformator-Abschnitten im Abstand voneinander angeordnet werden, deren jeder eine geringere Impedanz hat als die Übertragungsleitung. Noch andere können im Abstand voneinander an den Eingabe- und Ausgabe-Übertragungsleitungsabschnitten angeordnet werden, die noch geringere Impedanzwerte haben.
  • Die Filter können entweder aus relativ geraden Übertragungsleitungsabschnitten oder aus gefalteten Übertragungsleitungsabschnitten aufgebaut werden, wobei letzteres zu einer dichteren körperlichen Packung führt. Die Resonatoren sind voneinander durch Übertragungsleitungen mit relativ hoher Impe danz getrennt, welche die Größenordnung einer ungeraden Anzahl von Viertelwellenlängen haben.
  • Die Resonator-Einheiten können aus zylindrischen, leitfähigen Gehäusen aufgebaut werden, welche dielektrische Resonator- Elemente enthalten. Die Resonator-Einheiten können mit einstellbaren Resonanzfrequenzen aufgebaut werden, um das Filter einzustellen und abzugleichen. Die Resonatoren enthalten jeweils eine einstellbare Koppelschleife. Das Ansteigen des Wertes der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitung im mittleren Bereich des Filters verstärkt die Kopplung der jeweiligen Resonatoren in effektiver Weise.
  • Bei einer anderen Ausführungsform können die Längen von Paaren ausgewählter Abschnitte der Übertragungsleitung, welche benachbarte Resonatoren verbinden, jeweils um vorgegebene Beträge vergrößert oder verkleinert werden. Solche Abwandlungen ergeben Filter mit weniger Resonator-Hohlräumen zur Erreichung eines im wesentlichen gleichen Leistungs-Niveaus wie es mit Viertelwellenlängen-Übertragungsleitungsabschnitten erreichbar ist.
  • Zusätzlich können für ein gegebenes Filter ausgewählte Abschnitte von Übertragungsleitungen, welche benachbarte Resonatoren verbinden, um einen bestimmten Betrag gekürzt werden. Diese Verkürzung berücksichtigt bzw. kompensiert die Wirkungen der Koppelelemente, welche selbst eine effektive Leitungslänge haben. Die Verminderung der Länge von Viertelwellenlängen-Abschnitten zwecks Kompensation kann im Bereich von elf bis zwölf Grad der Mittenfrequenz des Filters liegen.
  • Zahlreiche andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung und von deren Ausführungsformen, aus den Ansprüchen sowie aus den beigefügten Zeichnungen deutlich werden, wo die Details der Erfindung als Teil dieser Beschreibung vollständig beschrieben werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 ist ein Gesamt-Blockschaltbild eines Filters mit sechs Resonatoren nach dem Stand der Technik.
  • Fig. 2 ist eine perspektivische körperliche Ansicht des Filters von Fig. 1.
  • Fig. 3A ist ein Diagramm, welches eine relativ breitbandige Charakteristik des Filters von Fig. 1 zeigt.
  • Fig. 3B ist ein zweites Diagramm, welches eine relativ schmalbandige Charakteristik des Filters von Fig. 1 zeigt.
  • Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform des Filters nach dem Stand der Technik von Fig. 1.
  • Fig. 5A ist ein Diagramm, welches eine relativ breitbandige Charakteristik des Filters von Fig. 4 zeigt.
  • Fig. 5B ist ein zweites Diagramm, welches eine relativ schmalbandige Charakteristik des Filters von Fig. 4 zeigt.
  • Fig. 6 ist ein Gesamt-Blockschaltbild eines Filters nach dem Stand der Technik mit zwei Resonatoren.
  • Fig. 7 ist eine teilweise gebrochene perspektivische Ansicht einer Leitung mit abgestufter Impedanz des Filters von Fig. 6.
  • Fig. 8 ist eine vergrößerte, teilweise geschnittene Ansicht, welche Details der Resonator-Koppelschleife zeigt.
  • Fig. 9 ist ein Diagramm, welches die Frequenz-Charakteristik des Filters von Fig. 6 zeigt.
  • Fig. 10 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Filters mit fünf Resonatoren.
  • Fig. 11 ist ein Diagramm, welches die Frequenz-Charakteristik des Filters von Fig. 10 zeigt.
  • Fig. 12 ist ein Diagramm, welches die Frequenz-Charakteristik einer kompensierten Ausführung des Filters von Fig. 10 zeigt.
  • Fig. 13 ist eine schematische Darstellung nur der Resonatoren einer anderen erfindungsgemäßen Ausführung eines Filters mit sechs Resonatoren.
  • Fig. 14 ist ein verallgemeinertes Blockschaltbild eines Filters nach der vorliegenden Erfindung mit einer ungeraden Anzahl von Resonatoren.
  • Fig. 15 ist ein verallgemeinertes Blockschaltbild eines Filters nach der vorliegenden Erfindung mit einer geraden Anzahl von Resonatoren.
  • Fig. 16 ist ein schematisches Blockschaltbild eines Filters mit 3 Resonatoren.
  • Fig. 17 ist ein schematisches Blockschaltbild eines Filters mit 4 Resonatoren.
  • Fig. 18 ist ein schematisches Blockschaltbild eines anderen Filters entsprechend der vorliegenden Erfindung mit 3 Resonatoren.
  • Fig. 19 ist ein schematisches Blockschaltbild eines anderen Filters entsprechend der vorliegenden Erfindung mit 4 Resonatoren.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Familie von Kerb- Filtern, welche gemeinsame Anordnungs-Charakteristiken aufweisen. Eine gemeinsame Signalleitung mit abgestufter Impedanz ergibt eine Signalbahn zwischen einer Eingabe- Anschlußstelle und einer Ausgabe-Anschlußstelle des Filters.
  • Eine Vielzahl von Resonatoren wird teilweise zur Erzeugung der gewünschten Filter-Charakteristiken benutzt. Zumindest einige der Resonatoren sind elektrisch an einen Abschnitt der Übertragungsleitung mit relativ hoher Impedanz angekoppelt. Andere Resonatoren sind an Abschnitte der Übertragungsleitung mit geringerer Impedanz angekoppelt.
  • An jedes Ende der Übertragungsleitung mit relativ hoher Impedanz ist ein Viertelwellenlängen-Impedanz-Transformator angekoppelt. Der Impedanz-Transformator-Abschnitt hat eine geringere Impedanz als der Zentralabschnitt der Übertragungsleitung. Es versteht sich, daß auch andere Typen von Impedanz- Transformatoren verwendet werden können.
  • Eingabe-Signale können direkt an den Impedanz-Transformator- Abschnitt angelegt und Ausgabe-Signale direkt von einem solchen abgenommen werden. Als Alternative kann ein Übertragungsleitungsabschnitt mit geringerer Impedanz, welcher die gleiche Impedanz wie Quelle und Last hat, an jeden der Viertelwellenlängen-Impedanz-Transformatoren angekoppelt werden.
  • An die Eingabe- und Ausgabe-Übertragungsleitungsabschnitte können zusätzliche Resonatoren angekoppelt werden, um die Filterverhaltens-Charakteristiken weiter zu verbessern bzw. zu verfeinern.
  • Bezugnehmend auf Fig. 1 ist ein Kerb-Filter 10 dargestellt. Das in Form eines Blockschaltbildes dargestellte Filter 10 kann an eine Quelle S mit einer charakteristischen Impedanz von beispielsweise 50 Ohm und an eine Last L mit einer Impedanz von 50 Ohm angekoppelt werden.
  • Das Filter 10 weist eine allgemein mit 12 bezeichnete Mehrelementen-Übertragungsleitung mit abgestufter Impedanz auf. Die Übertragungsleitung 12 weist jeweils einen 50 Ohm- Eingabe- und einen Ausgabe-Übertragungsleitungsabschnitt 14a bzw. 14b auf.
  • Die beiden 50 Ohm-Abschnitte sind ihrerseits an Viertelwellenlängen-Impedanz-Transformator-Abschnitte 16a und 16b angekoppelt. Jeder der Viertelwellenlängen-Impedanz-Transformatoren hat einen charakteristischen Impedanzwert, der den Impedanzwert der Eingabe- und Ausgabe-Übertragungsleitungsabschnitte 14a und 14b überschreitet.
  • Ein Zentral-Übertragungsleitungsabschnitt 18 mit höherer Impedanz ist zwischen den beiden Impedanz-Transformatoren 16a und 16b angekoppelt. Im vorliegenden Falle hat die Übertragungsleitung 18 eine charakteristische Impedanz in der Größenordnung von 114 Ohm. Die Viertelwellenlängen-Transformator-Abschnitte 16a und 16b haben jeweils einen Nominal- Impedanzwert in der Größenordnung von 75,5 Ohm (Der tatsächlich realisierte Wert war 71,2 Ohm). Die Eingabe- und Ausgabe-Übertragungsleitungsabschnitte 14a und 14b haben jeweils eine charakteristische Standard-Nominal-Impedanz von 50 Ohm (Der tatsächlich realisierte Wert war 49,8 Ohm).
  • An verschiedene Elemente der Mehrfach-Impedanz-Übertragungsleitung 12 ist eine Vielzahl im wesentlichen identischer Resonatoren 22 angekoppelt. Beispielsweise sind Resonatoren 24a und 24b jeweils an den Eingabe- und an den Ausgabe-Übertragungsleitungsabschnitt 14a bzw. 14b angekoppelt. Die Resonatoren 24a und 24b sind jeweils eine Viertelwellenlänge vom benachbarten Impedanz-Transformator 16a bzw. 16b entfernt.
  • Die Resonatoren 26a und 26b sind an den Hochimpedanz- Abschnitt 18 angekoppelt. Jeder der Resonatoren 26a und 26b ist eine Viertelwellenlänge von dem jeweiligen Impedanz- Transformator 16a bzw. 16b entfernt.
  • Die Resonatoren 28a und 28b sind ebenfalls jeweils am Hochimpedanz-Übertragungsleitungs-Abschnitt 18 angekoppelt. Die Resonatoren 28a und 28b sind jeweils eine Viertelwellenlänge von den jeweiligen Resonatoren 26a bzw. 26b entfernt und untereinander ein ungeradzahliges Vielfaches von Viertelwellenlängen von einander entfernt angeordnet.
  • Jeder der Resonatoren 24 bis 28 besteht aus einem dielektrischen Resonator 36 mit hohem Q, der von einem Dielektrikum mit geringen Verlusten in einem leitfähigen zylindrischen Gehäuse 30 gehalten wird, wie es bezüglich des Resonators 28 dargestellt ist. Jeder der Resonatoren weist eine justierbare Koppelschleife 34 zum Ankoppeln an den benachbarten Übertragungsleitungsabschnitt auf. Es versteht sich, daß auch andere Koppelelemente, wie beispielsweise Sonden oder Blenden, verwendet werden könnten.
  • Die Koppelschleife 34 kann während der Einstellung und Abstimmung gedreht werden, um denjenigen Koppelumfang zu erreichen, welcher die Filterleistung optimiert. Die Koppelschleife 34 hat eine Achse, welche vorzugsweise zur Kante des Resonators 36 ausgerichtet ist.
  • Die Übertragungsleitung 12 weist einen äußeren Hohlleiter auf, welcher beispielsweise einen quadratischen oder rechteckigen Innenquerschnitt und einen Draht als Innenleiter haben kann. Der Innenleiter ist in seiner Länge abgestützt. Die Ab stützung kann entweder durch dielektrisches Material, wie beispielsweise TEFLON oder REXOLITE, erfolgen, welche zum Einstellen des Impedanzwertes eines Abschnittes verwendet werden oder durch relativ dünne dielektrische Stützen, wenn die gewünschte Impedanz und Leitungsgeometrie Luft als Dielektrikum erfordert.
  • Der charakteristische Impedanzwert eines jeden der verschiedenen Abschnitte 14a, 14b, 16a, 16b und 18 wird sowohl durch Einstellen der Abmessungen des Innen- und Außenleiters als auch durch die Dielektrizitätskonstante und Abmessungen des Materials der Stützen in jedem dieser Abschnitte bestimmt. Die Werte der jeweiligen Impedanzen werden annähernd durch die folgende bekannte Gleichung in Beziehung zueinander gesetzt:
  • Z&sub1;² = Z&sub0; · Z&sub2;
  • Es muß angemerkt werden, daß das Filter 10 zu einer Mittellinie 40 symmetrisch aufgebaut ist. Die Resonatoren werden in aufsteigender oder absteigender Reihenfolge abgestimmt, um das gewünschte Gesamt-Filterverhalten zu erreichen.
  • Es versteht sich, daß bei Bevorzugung der oben genannten Werte die körperliche Realisierung des Filters 10 zu Abweichungen von den angegebenen Werten führen kann. Es ist ein Vorteil der Anordnung des Filters 10, daß das Gesamt- Filterverhalten durch solche Abweichungen nicht wesentlich beeinträchtigt wird, weil die Resonatoren 24 bis 28 eine einstellbare Kopplung an die Übertragungsleitung sowie einstellbare Resonanzfrequenzen aufweisen.
  • Zur Erzielung des gewünschten Gesamt-Filterverhaltens werden die Resonatoren in aufsteigender oder absteigender Reihenfolge der Frequenzen abgestimmt. Beim Filter 10 wird der Resonator 24a auf die höchste Sperrfrequenz f&sub6; abgestimmt, während der Resonator 26a auf die nächstniedere Frequenz f&sub5; abge stimmt wird usw. bis zum Resonator 24b, der auf die niedrigste Sperrfrequenz f&sub1; abgestimmt wird. Genau dann, wenn die Resonatoren symmetrisch um die körperliche Mittellinie des Filters angeordnet sind, tendieren die Frequenzen, auf welche die jeweiligen Hohlräume abgestimmt werden, zu einer annähernd symmetrischen Anordnung um die Mittenfrequenz des Filters, wie es aus den Diagrammen gemessener Filter- Charakteristiken hervorgeht.
  • Tabelle 1 ist ein beispielhafter Satz von Frequenzen f&sub1; bis f&sub6; für ein Filter nach Fig. 1 mit einer Bandsperr- Mittenfrequenz f&sub0;. In Tabelle 1 sind alle Frequenzen oder Abweichungen derselben in MHz angegeben.
  • Tabelle 1 Frequenzplan für ein Filter mit 6 Resonatoren
  • f&sub1; = 845,240 = f&sub0; - 0,510
  • f&sub2; = 845,360 = f&sub0; - 0,390
  • f&sub3; = 845,585 = f&sub0; - 0,165
  • f&sub0; = 845,750
  • f&sub4; = 845,875 = f&sub0; + 0,125
  • f&sub5; = 846,140 = f&sub0; + 0,390
  • f&sub6; = 846,260 = f&sub0; + 0,510
  • Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht des Filters 10 und zeigt die relative Anordnung der Resonatoren 24 bis 28 entlang der Übertragungsleitung 12 mit abgestufter Impedanz. Wie in Fig. 2 dargestellt, enthält das Filter 12 eine im wesentlichen geradlinige Übertragungsleitung 12.
  • Jeder der Resonatoren im Filter 10 hat einen Durchmesser in der Größenordnung von 5,5 Zoll (14 cm). Die Gesamtlänge des Filters von der Eingabe-Anschlußstelle bis zur Ausgabe- Anschlußstelle hat eine Größenordnung 38,5 Zoll (97,8 cm).
  • Das Filter 10 ist für eine 20 dB-Bandsperrbreite von 1,0 MHz zentriert zwischen Duchlaßbändern mit -0,8 dB Bandkanten bei 845 MHz und 846,5 MHz konstruiert worden. Zugleich ist es derart konstruiert worden, daß es bei 835 MHz und 849 MHz einen Einsetzverlust von weniger als 0,3 dB hat.
  • Fig. 3A ist ein Diagramm mit einer Kurve 50, welche den gemessenen Übertragungsfaktor (S&sub2;&sub1;) einer körperlichen Realisierung des Filters 10 von Fig. 2 über eine Bandbreite von 14 MHz zwischen 835 MHz bis 849 MHz zeigt. Die horizontale Teilung des Diagramms 50 entspricht 1,4 MHz, während die vertikale Teilung jeweils 0,1 dB entspricht.
  • Wie durch das Diagramm 50 gezeigt ist, weist das Filter 10 eine hochselektive Kerbe seiner Frequenz-Charakteristik im Frequenzbereich von 845 MHz bis 846,5 MHz auf.
  • Ein zweites Diagramm 52 in Fig. 3 zeigt den Eingangs- Reflexionsverlust (S&sub1;&sub1;) des Filters 10 im gleichen Frequenzbereich. Jede vertikale Teilung für das Diagramm 52 entspricht 4 dE.
  • Die Fig. 3B zeigt die Kerb-Charakteristik des Filters 10 im Detail. Ein Diagramm 50a zeigt den Übertragungsfaktor des Filters 10 in einem Frequenzband von 844,25 MHz bis 847,25 MHz. Jede vertikale Teilung der Fig. 3B entspricht 4 dB. Das Diagramm 52a zeigt den Eingangs-Reflexionsverlust für das Filter 10 über den gleichen Frequenzbereich. Beim Diagramm 50a entspricht jedes der Minima 50b, 50c usw. der Frequenz, auf die der jeweilige Resonator 26b, 28b usw. abgestimmt worden ist.
  • Wieder Bezug nehmend auf das Filter 10 von Fig. 2 beträgt der Gesamtquerschnitt der Übertragungsleitung 12, welcher quadratisch ist, größenordnungsmäßig 1 Zoll · 1 Zoll (2,54 cm · 2,54 cm).
  • Die Fig. 4 zeigt eine alternative Anordnung 60 mit sechs Resonatoren. Das Filter 60 weist ein Blockschaltbild auf, das dem Blockschaltbild von Fig. 1 entspricht und hat auch die gleiche Anzahl an Resonatoren. Jeder Resonator hat die gleiche Grundanordnung wie beim Filter 10.
  • Das Filter 60 ist gefaltet und damit in der Längsausdehnung kleiner als das Filter 10. Das Filter 60 weist eine gefaltete, mehrstufige Übertragungsleitung 12a auf, welche abgestufte Impedanzen hat, die den Impedanzen der Übertragungsleitung 12 entsprechen. Die Übertragungsleitung 12a hat jedoch einen rechteckigen Querschnitt mit einer Höhe von 3/8 Zoll (0,95 cm) und eine Breite von einem Zoll (2,54 cm). Sie kann spanabhebend durch Herausarbeitung eines Kanals in einem Aluminiumblock hergestellt werden.
  • Fig. 5A ist eine Fig. 3A entsprechende Aufzeichnung, welche sowohl den Filter-Übertragungsfaktor (S&sub2;&sub1;) als Funktion des Frequenzganges 62 des Filters 60 als auch den Eingangs- Reflexionsverlust 64 über den gleichen Frequenzbereich wie in Fig. 3A von 835 MHz bis 849 MHz zeigt. Der vertikale Maßstab des Reflexionsverlustes 64 ist 0,1 dB pro Teilungseinheit, während der vertikale Maßstab 3 dB pro Teilungseinheit für den Einsetzverlust 62 beträgt.
  • Die Fig. 5B zeigt die Kerb-Charakteristik des Filters 60 mit einer horizontalen Teilung wie in Fig. 3B. Der vertikale Maßstab für den Einsetzverlust ist 5 dB pro Teilungseinheit und für den Reflexionsverlust 3 dB pro Teilungseinheit.
  • Das gefaltete Filter 60 ist größenordnungsmäßig 18,25 Zoll (46,4 cm) lang und 11,0 Zoll (27,9 cm) breit.
  • Fig. 6 ist ein Blockschaltbild eines Filters 70 mit zwei Resonatoren. Das Filter 70 umfaßt eine Übertragungsleitung 72 mit abgestufter Impedanz, wobei ein Zentralabschnitt 74 eine relativ hohe Impedanz hat und an jedem seiner Enden an Vier telwellenlängen-Impedanz-Transformatoren 76a und 76b angeschlossen ist. Das Filter 70 kann an einer Eingabe- Anschlußstelle 78a aus einer Quelle S mit der charakteristischen Impedanz ZOS (von beispielsweise 50 Ohm) gespeist werden und versorgt seinerseits eine Last L mit der Impedanz ZOL (von beispielsweise 50 Ohm) an der Ausgabe-Anschlußstelle 78b.
  • Das Filter 70 enthält auch einen ersten und einen zweiten Resonator 80a bzw. 80b, die vom gleichen Typ sind, wie die zuvor im Zusammenhang mit dem Filter 10 beschriebenen Resonatoren. Die Resonatoren 80a und 80 sind an den Übertragungsleitungsabschnitt 74 mit hoher Impedanz angekoppelt, und sie haben einen Abstand von etwa einer Viertelwellenlänge der Mittenfregenz des Filters 70 voneinander.
  • Das Filter 70 ergibt im Frequenzband zwischen 848,8 MHz bis 850,0 MHz eine 200 kHz breite und - 18 dB tiefe Kerbe bei einem Einsetzverlust von 0,3 dE bei 849 MHz. Das Filter 70 kann (ebenso wie das Filter 10) in seinem Verhalten noch verbessert werden, indem der Viertelwellenlängen-Abschnitt zwischen den Resonatoren 80a und 80b um etwa 13% bzw. um einen Betrag im Bereich zwischen elf und zwölf Grad der nominellen Mittenfrequenz der Kerbe des Filters verkürzt wird.
  • Die Fig. 7 ist eine teilweise gebrochene Ansicht der Übertragungsleitung 72 des Filters 70. Die Übertragungsleitung 72 hat allgemein einen quadratischen Querschnitt mit einem äußeren Metallgehäuse 82 mit Abmessungen in der Größenordnung von 1 Zoll · 1 Zoll (2,54 cm · 2,54 cm). Das Gehäuse 82 kann beispielsweise aus Aluminium hergestellt sein.
  • Ein Innenleiter 84 mit rundem Querschnitt erstreckt sich innerhalb des äußeren Metallgehäuses 82. Der Leiter 84 kann beispielsweise ein kupferplattierter Stahldraht sein. Ein solcher Draht hat einen geringeren Wärmedehnungskoeffizienten als Kupfer.
  • Der Innenleiter 84 wird von dielektrischen Elementen 86a und 86b gehalten, deren jedes ebenfalls einen quadratischen Querschnitt hat. Das Metallgehäuse 74 weist eine erste und eine zweite Anschlußstelle 76a und 76b auf, welche jeweils ein langgestrecktes Koppelelement von einer Resonator-Koppelschleife, wie beispielsweise von der Koppelschleife 34, aufnehmen.
  • Die Gesamtlänge der Übertragungsleitung 72 liegt in der Größenordnung von 11,5 Zoll (29,2 cm), wobei der Bereich hoher Impedanz 74 eine Länge in der Größenordnung von 7 Zoll (17,8 cm) und die Impedanz 22 eine solche von 114 Ohm hat. Die beiden Viertelwellenlängen-Impedanz-Transformator-Abschnitte 76a und 76b haben eine Länge in der Größenordnung 2, 2 Zoll (5,6 cm).
  • Die Impedanz-Transformations-Abschnitte 76a und 76b enthalten jeweils ein dielektrisches Material, das unter der Marke REXOLITE handelsüblich ist. Die Impedanz 21 realisierter Ausführungsformen der Abschnitte 76a und 76b hat eine Größenordnung von 71 Ohm im Gegensatz zum Konstruktionswert von 75,4 Ohm.
  • Die Fig. 8 zeigt eine der einstellbaren Koppelschleifen 34, welche ein langgestrecktes zylindrisches Koppelelement (eine leitfähige Metallsäule) 90 aufweist, die elektrischen Kontakt zum Mittelleiter 84 hat. Wie in Fig. 8 dargestellt, ist die Koppelschleife 34 durch einen manuell verstellbaren Griff 92 einstellbar, um die Kopplung zum jeweiligen Resonator einstellen zu können.
  • Die Säule 90 der Schleife 34 ist durch eine Hülse aus REXOLITE vom Ring 94a isoliert. Die Einstellung der Koppelschleife erfolgt durch Drehen des Metallringes 94a, der am Griff 92 befestigt ist, der seinerseits mit dem Teil 94b der Koppelschleife 34 verlötet ist. Der Ring 94a steht im elektrischen Kontakt mit dem äußeren metallischen Leiter 82 und mit dem Resonator-Metallgehäuse 30. Unter dem drehbaren Element 90 ist eine Stütze 96 aus TEFLON vorgesehen, um den Innenleiter 84 abzustützen.
  • Die Fig. 9 zeigt ein Diagramm 96a des Durchlaßfaktors des Filters 70 sowie ein Diagramm 96b des Eingangs-Reflexionsverlustes desselben. Die Fig. 9 hat eine horizontale Ausdehnung von 2 MHz und eine vertikale Unterteilung entspricht 3 dB.
  • Die Fig. 10 zeigt eine schematische Darstellung einer Variante 100 eines Filters mit fünf Resonatoren, dessen Charakteristik und Verhalten ähnlich dem Filter 22 mit sechs Resonatoren ist, das in Fig. 1 dargestellt ist. Das Filter 100 der Fig. 10 weist eine Übertragungsleitung 102 mit variabler Impedanz auf, die ein Eingabe-Ende 102a und ein Ausgabe-Ende 102b hat.
  • Die Übertragungsleitung 102 kann in ähnlicher Weise aufgebaut sein, wie die Übertragungsleitung 72 der Fig. 7. Die Übertragungsleitung 102 weist einen ersten und einen zweiten Eingabe-Abschnitt 104a und 104b auf, deren jeder ein dielektrisches Element aus TEFLON enthält und deren jeder eine charakteristische Impedanz in der Größenordnung von 50 Ohm hat.
  • Der Abschnitt 104a kann eine beliebige Länge haben. Der Abschnitt 104b ist ein Viertelwellenlängen-Abschnitt.
  • In der Nähe des Eingabe-Abschnittes 104b befindet sich ein Impedanz-Transformator-Abschnitt 104c, welcher REXOLITE als dielektrisches Material enthält. Der Impedanz-Transformator- Abschnitt 104c ist ein Viertelwellenlängen-Abschnitt mit einer charakteristischen Impedanz in der Größenordnung von 73 Ohm.
  • Der allgemein mit 104d bezeichnete Zentralbereich der Übertragungsleitung 102 besteht aus einer Vielzahl von Viertelwellenlängen-Abschnitten, welche Luft als dielektrisches Material enthalten. Jeder dieser Abschnitte hat eine charakteristische Impedanz in der Größenordnung von 114 Ohm.
  • Zwischen dem Zentralbereich 104d und dem Ausgabe-Ende 102b weist die Übertragungsleitung 102 einen Viertelwellenlängen- Abschnitt 104e mit REXOLITE als dielektrischem Material auf, der sowohl mit dem Abschnitt 104c als auch mit den beiden Ausgabe-Abschnitten 104f und 104g vergleichbar ist, deren jeder eine charakteristische Impedanz in der Größenordnung von 50 Ohm hat.
  • Der Ausgabe-Abschnitt 104g kann eine beliebige Länge haben. Der Abschnitt 104f ist ein Viertelwellenlängen-Abschnitt.
  • Die Hohlraumresonatoren, wie beispielsweise die Resonatoren 24, 26 und 28 von Fig. 1, sind, wie in Fig. 10 dargestellt, an einer Vielzahl von Anschlußstellen 106a bis 106e an die Übertragungsleitung 102 angekoppelt. Anders als das Filter 10 von Fig. 1 hat das Filter 100 im Zentralabschnitt 104d nur drei Resonatoren. Anders als beim Filter 10 von Fig. 1, bei welchem die Resonatoren 26a, 26b, 28a und 28b entlang des Zentralbereiches der Übertragungsleitung mit einer ungeraden Anzahl von Viertelwellenlängen dazwischen verteilt sind, wurden die Längen der Abschnitte 108a und 108b ebenso wie die Längen der Abschnitte 108c und 108d modifiziert. Die Abschnitte 108a bis 108d liegen zu beiden Seiten der Mittellinie 110 der Übertragungsleitung 102.
  • Das Filter 100 der Fig. 10 zeigt mit fünf Resonatoren im wesentlichen den gleichen Verhaltenstyp wie das Filter 10 von Fig. 1 mit sechs Resonatoren.
  • Der Aufbau des Filters 100 wird durch die Einstellung der Längen des Übertragungsleitungs-Abschnittes 108a in Verbin dung mit 108b sowie durch Einstellung der Länge des Abschnittes 108c in Verbindung mit der Einstellung der Länge des Abschnittes 108d abgeschlossen.
  • Die Ausdehnung des Abschnittes 108a wird um einen Betrag X&sub1;&sub2; vergrößert, welcher einem Betrag X&sub1;&sub2; entspricht, um den der Abschnitt 108b vermindert wird. In entsprechender Weise wird die Länge des Abschnittes 108c um einen Betrag X&sub2;&sub3; vergrößert, welcher einem Betrag X&sub2;&sub3; entspricht, um den der Abschnitt 108d in seiner Länge vermindert wird.
  • Die tatsächlichen Beträge X&sub1;&sub2; und X&sub2;&sub3; der Vergrößerung bzw. Verminderung der Abschnitte 108a bis 108d können unter Anwendung des Verfahrens der Filter-Konstruktion mittels elliptischer Funktionen bestimmt werden, welches in dem Aufsatz von J. D. Rhodes unter dem Titel "Waveguide Bandstop Elliptic Function Filters" im November 1972 veröffentlicht wurde.
  • Zum anderen können schrittweise Vergrößerungen und Verminderungen X&sub1;&sub2; und X&sub2;&sub3; der Längen der Abschnitte 108a bis 108d auch durch iterative Optimierung mittels eines handelsüblichen Schaltungssimulations-Computerprogrammes bestimmt werden. Ein solches Simulationsprogramm wird von EEsof unter dem Titel "Touchstone" vertrieben.
  • Unter Anwendung des oben erwähnten, in dem Aufsatz von Rhodes abgeleiteten Verfahrens liegt die Abweichung X&sub1;&sub2; der Länge der Abschnitte 108a und 108b von einem Viertelwellenlängen- Abschnitt in der Größenordnung von 23,62 Grad. Bei einem realisierten Filter mit einem auf 845,75 MHz zentrierten Sperrband hatte die Länge des Zentralbereiches 108d eine Größenordnung von 3,49 Zoll (8,86 cm). Demzufolge ist die Länge des Abschnittes 108a auf die Größenordnung von 4,4 Zoll (11,18 cm) verlängert worden. Die verminderte Länge des Abschnittes 108b, der um den gleichen Betrag X&sub1;&sub2; verkürzt wurde, um den der Abschnitt 108a verlängert worden ist, hat die Größenordnung von 2,57 Zoll (6,53 cm).
  • Die schrittweise Änderung der Länge jedes der Abschnitte 108c und 108d hat, ausgehend von der Viertelwellenlänge, die Größenordnung von 11,6 Grad. Daher wurde die Länge des Abschnittes 108c auf eine Länge in der Größenordnung von 3,94 Zoll (10 cm) vergrößert und der Abschnitt 108d wurde in entsprechender Weise auf eine Länge in der Größenordnung von 3,04 Zoll (7,72 cm) vermindert.
  • Fig. 11 zeigt ein Diagramm einer realisierten Ausführungsform des Filters 100 mit einer Kurve 112a des Einsetz- Verlustes sowie einer Kurve 112b des Reflexionsverlustes des Filters. Demzufolge können, wie durch einen Vergleich des Diagrammes von Fig. 3B mit demjenigen der Fig. 11 zeigt, Ergebnisse, die mit denjenigen vergleichbar sind, die mit einem Filter mit sechs Resonatoren und mit Viertelwellenlängen- Abständen zwischen den Resonatoren im Zentralabschnitt 18 der Übertragungsleitung erreichbar sind, auch mit einem Filter mit fünf Resonatoren erreicht werden, wie es in Fig. 10 dargestellt ist, wobei einige der Viertelwellenlängen-Zentral- Abschnitte der Übertragungsleitung, wie zuvor beschrieben, geändert werden.
  • Das Verhalten des Filters 100 (wie auch der zuvor beschriebenen Filter 10 und 70) kann noch weiter verbessert werden, wenn die Wirkungen der Schleifenbaugruppen, wie beispielsweise der Baugruppe 34 sowie weitere Streu-Reaktanz-Effekte, welche ihre Ursache im jeweiligen Resonator haben, kompensiert werden, indem die elektrische Länge der Abschnitte 108a bis 108d um einen gleichmäßigen Betrag, beispielsweise in der Größenordnung von 11 bis 12 Grad der Mittenfrequenz der Kerbe des Filters vermindert wird. Beispielsweise kann die elektrische Länge der genannten Abschnitte um einen Betrag in der Größenordnung von 11,3 Grad vermindert werden.
  • Der Abschnitt 108a hat nun eine Länge in der Größenordnung von 3,97 Zoll (10,08 cm), der Abschnitt 108b hat eine Länge in der Größenordnung von 2,14 Zoll (5,44 cm), der Abschnitt 108c hat eine Länge in der Größenordnung von 3,50 Zoll (8,89 cm) und der Abschnitt 108d hat eine Länge in der Größenordnung von 2,60 Zoll (6,60 cm). Wie in der Fig. 12 dargestellt, besteht das Ergebnis einer solchen gemeinsamen Längenverminderung darin, daß das Verhalten des Filters 10 in bezug auf die Mittenfrequenz symmetrischer wird.
  • Die Kurven der Fig. 12 zeigen, daß das Gesamtverhalten des Filters 100 unter dem Gesichtspunkt der Symmetrie zur Mittenfrequenz des Filters verbessert worden ist. Zusätzlich zeigt die Fig. 12, daß geringe Streuungen in der Länge der Viertelwellenlängen-Abschnitte im Zentralbereich 104d, wie sie in einer normalen Fertigung auftreten können, das Gesamtverhalten des Filters über den Abstand der Resonatoren voneinander nicht extrem beeinträchtigen. Demzufolge sind Filterkonstruktionen des in Fig. 10 dargestellten Typs in einfacher Weise in einer normalen Fertigung entsprechend den Nominalwertvorgaben herstellbar.
  • Die Tabelle 2 zeigt einen beispielhaften Frequenzplan für das Filter mit fünf Resonatoren nach Fig. 10. Die Frequenzen bzw. die schrittweisen Abstufungen sind in MHz ausgedrückt.
  • Tabelle 2 Frequenzplan für ein Filter mit 5 Resonatoren
  • f&sub1; = 845,225 = f&sub0; - 0,525
  • f&sub2; = 845,375 = f&sub0; - 0,375
  • f&sub3; = 845,750 = f&sub0;
  • f&sub0; = 845,750
  • f&sub4; = 846,125 = f&sub0; + 0,375
  • f&sub5; = 846,275 = f&sub0; + 0,525
  • Nach dem Schema der Tabelle 2 werden die beiden äußeren Resonatoren auf Frequenzen f&sub1; und f&sub2; abgestimmt, die um den gleichen Betrag von 0,525 MHz von der Mitte der Bandsperr- Frequenz f&sub0; von 845,75 MHz entfernt sind. In entsprechender Weise werden die beiden inneren Resonatoren jeweils auf Frequenzen f&sub2; und f&sub4; abgestimmt, die von der Mittenfrequenz f&sub0; um jeweils 0,375 MHz abweichen.
  • Es versteht sich, daß entweder eine ungerade oder eine gerade Anzahl von Resonatoren angewandt werden kann, ohne den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Fig. 13 zeigt ein Filter 120 mit sechs Resonatoren, welches eine Übertragungsleitung 103 mit abgestufter Impedanz des in den Fig. 1 und 10 dargestellten Typs enthält. Das Filter 120 weist Viertelwellenlängen-Abschnitte 122a und 122b auf, deren jeder in der Nachbarschaft der jeweiligen Koppel- Anschlußstelle 106b und 106d gelegen ist, an denen der jeweilige abgestimmte Resonator an die Übertragungsleitung 103 angekoppelt werden kann. Weiterhin sind die Abschnitte 122a und 122b, wie es zuvor diskutiert wurde, um den entsprechenden Betrag X&sub1;&sub2; gegenüber einem Viertelwellenlängen-Abschnitt vergrößert bzw. verkleinert worden.
  • Das Filter 120 weist auch veränderte Abschnitte 124a und 124b auf, deren jeder, wie zuvor diskutiert, in der Länge gegenüber einem Viertelwellenlängen-Abschnitt um einen Betrag X&sub2;&sub3; verändert worden ist. Den geänderten Abschnitten 124a und 124b sind Anschlußstellen 106d und 106f zugeordnet, über die jeweils abgestimmte Resonatoren an die Übertragungsleitung 103 anzukoppeln sind.
  • Es versteht sich, daß die Impedanzen der verschiedenen in den Fig. 10 und 13 dargestellten Übertragungsleitungs-Abschnitte allgemein den in Fig. 1 angegebenen Impedanzwerten der Übertragungsleitungs-Abschnitte mit den entsprechenden Typen dielektrischer Materialien entsprechen. Das Filter 120 kann weiterhin durch Kürzen eines jeden der Abschnitte 122a, 122b, 124a und 124b um einen gemeinsamen Betrag k in der Größenordnung von 11 bis 12 Grad der Bandsperr-Mittenfrequenz des Filters kompensiert werden. Diese zuvor diskutierte Kompensation kompensiert Reaktanz-Koppeleffekte der jeweiligen Resonatoren.
  • Die Fig. 14 und 15 in Kombination mit der nachstehenden Tabelle 3 beschreiben verallgemeinerte Darstellungen der zuvor diskutierten Filter, welche die vorliegende Erfindung verkörpern. Das Filter von Fig. 14 hat eine ungerade Anzahl von Resonatoren und ist mit dem Aufbau von Fig. 10 vergleichbar. Das Filter von Fig. 15 hat eine gerade Anzahl von Resonatoren und ist mit dem Aufbau von Fig. 13 vergleichbar.
  • Die Tabelle 3 zeigt verschiedene Beziehungen entsprechend der vorliegenden Erfindung für die Filter der Fig. 14 und 15. Die äußerste linke Spalte der Tabelle 3 jedes dieser Filter weist einen oder mehrere Impedanz-Abschnitte auf, die um einen Betrag k gekürzt sind, um die Effekte von Diskontinuitäten der Übertragungsleitungen, Impedanzübergängen und/oder nicht idealer Koppelmechanismen zu kompensieren. Der Betrag k kann angewandt werden, um die Symmetrie der Reflexionsverlust- und der Einsetzverlust-Charakteristiken des Filters zu verbessern, oder er kann auch angewandt werden, um sie absichtlich zu verzerren und dadurch eine gewünschte Charakteristik zu erzielen. Weiterhin sind in der mittleren Spalte der Tabelle 3 die Änderungen der verschiedenen Abschnitte der Impedanzleitungen dargestellt, welche, wie zuvor diskutiert, zu einem verbesserten Filterverhalten führen.
  • Die äußerste rechte Spalte der Tabelle 3 zeigt die Beziehungen der verschiedenen Übertragungsleitungs-Segmente, die dem Impedanz-Transformator-Abschnitt, wie den Abschnitten 16a und 16b der Fig. 1, zugeordnet sind. Die Verwendung solcher Abschnitte erhöht die wirksame Kopplung der Resonatoren zum zentralen Übertragungsleitungs-Abschnitt mit höherer Impedanz und führt, wie zuvor beschrieben, zu einem verbesserten Verhalten. Die in den Fig. 14 und 15 mit E und E' bezeichneten Eingabe- und Ausgabe-Abschnitte können jegliche gewünsch te Länge haben. Die Werte von k, X&sub1;&sub2; und X&sub2;&sub3; können, wie es zuvor diskutiert wurde, gleich Null oder größer sein. Tabelle 3
  • wobei in der obigen Tabelle ni für i = 1 bis 5 eine ungerade ganze Zahl gleich oder größer 1 ist.
  • mi ist in der obigen Tabelle eine ungerade ganze Zahl gleich oder größer 1 sowie für i = 4 und 5 kleiner als ni.
  • Es versteht sich, daß an Stelle der Übertragungsleitungs- Abschnitte auch andere Impedanz-Transformatoren verwendet werden können, ohne vom Grundgedanken und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Fig. 16 bis 19 zeigen schematisch andere der vorliegenden Erfindung entsprechende Filteranordnungen. In den Fig. 16 und 18 ist eine ungerade Anzahl von Resonatoren beschrieben. In den Fig. 17 und 19 ist eine gerade Anzahl von Resonatoren beschrieben.
  • Beim Filter von Fig. 16 ist eine ungerade Anzahl von Resonatoren 150a bis 150c über Koppeleinrichtungen, wie beispielsweise Koppler 152, an eine Übertragungsleitung 154 mit fester Impedanz angekoppelt. Die Leitung 154 endet in einem ersten und einem zweiten Impedanz-Transformator 156a bzw. 156b.
  • Wie in Fig. 16 dargestellt, ist die Leitung 154 in einen Bereich 154a mit einer Länge "A" und einen Bereich 154b mit der Länge "B" unterteilt. Es ist eine Mittellinie 154c dargestellt, zu welcher die Resonator-Frequenzen paarweise symmetrisch sind.
  • Die Resonator-Frequenzen erfüllen untereinander die folgenden Beziehungen:
  • f&sub3; > f&sub2; > f&sub1;
  • f&sub0; = f&sub2; - (f&sub1; + f&sub3;)/2
  • Die Längen A und B können wie folgt definiert werden:
  • A = n&sub1; · 90º + x - k
  • B = n&sub2; · 90º + x - k
  • n&sub1; und n&sub2; sind ungerade ganze Zahlen, die größer oder gleich eins sind. Die Größe k kann jeden Wert annehmen. x oder k können auch gleich Null sein.
  • Beim Filter von Fig. 17 ist eine gerade Anzahl von Resonatoren 150a bis 150d an eine Übertragungsleitung 154 mit fester Impedanz angekoppelt. In Fig. 17 tragen entsprechende Elemente die gleichen Bezugszahlen wie in Fig. 16.
  • Die Fig. 17 zeigt einen Zentralbereich 154d, dem paarweise symmetrische Resonator-Frequenzen zugeordnet sind. Die Werte von A, B, x und k werden wie oben bestimmt. Die Länge des Bereiches 154 kann wie folgt bestimmt werden:
  • C = n&sub3; · 90º - k
  • n&sub3; ist eine ungerade ganze Zahl größer oder gleich eins. Die Resonator-Frequenzen erfüllen untereinander die folgenden Beziehungen:
  • f&sub4; > f&sub3; > f&sub2; > f&sub1;
  • f&sub0; = (f&sub2; + f&sub3;)/2 = (f&sub1; + f&sub4;)/2
  • Bei dem Filter der Fig. 18 ist eine ungerade Anzahl von Resonatoren 150a bis 150c zum Teil an einer zentral angeordneten Übertragungsleitung 160 mit fester Impedanz und zum Teil an im Abstand davon angeordneten Übertragungsleitungen 162 und 164 mit fester Impedanz angekoppelt.
  • Die Leitung 160 hat eine Impedanz Z&sub2;. Die Leitungen 162 und 164 haben eine Impedanz Z&sub0;, wobei Z&sub2; > Z&sub0; ist.
  • Die Werte A und B in Fig. 18 werden wie die entsprechenden Werte in Fig. 16 bestimmt. Die Resonator-Frequenzen der Fig. 18 erfüllen untereinander die gleichen Beziehungen, wie die Frequenzen der Resonatoren von Fig. 16.
  • Bei dem Filter der Fig. 19 ist eine gerade Anzahl von Resonatoren 150a bis 150d an Übertragungsleitungen 160, 162 und 164 mit konstanter Impedanz angekoppelt. Elemente der Fig. 19, die Elementen in den Fig. 16 bis 18 entsprechen, wurden mit gleichen Bezugszahlen versehen.
  • Die Werte A, B und C von Fig. 19 können in der Weise bestimmt werden, wie es oben im Zusammenhang mit Fig. 17 beschrieben wurde. Die Frequenz-Beziehungen des Filters von Fig. 19 sind die gleichen wie für das Filter von Fig. 17. In den Fig. 10, 13, 16 bis 19 kann die mit dem Symbol "A" bezeichnete Länge der Übertragungsleitungen mit fester Impedanz jeden beliebigen Wert haben.

Claims (1)

1. Bandsperre bestehend aus einer gemeinsamen Übertragungsleitung (102) mit einem Eingabe-Ende (102a) und einem Ausgabe- Ende (102b), welche zwischen beiden eine Vielzahl von Viertelwellenlängen-Abschnitten aufweist, wobei die Übertragungsleitung einen Zentralbereich (104a) mit einem ersten ausgewählten charakteristischen Impedanzwert sowie eine Vielzahl, im wesentlichen identischer, abstimmbarer, dielektrischer Resonatoren enthält, die im Abstand voneinander an der Übertragungsleitung angeordnet und mit dieser gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Viertelwellenlängen-Abschnitte (108a), der einem ersten Resonator benachbart ist, um einen vorgegebenen Betrag verlängert ist, wodurch ein erster modifizierter Abschnitt gebildet wird, und ein zweiter Viertelwellenlängen-Abschnitt (108b), der einem zweiten Resonator benachbart ist, um einen vorgegebenen Betrag verkürzt ist, wodurch ein zweiter modifizierter Abschnitt gebildet wird; weiter dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Impedanz-Transformator (104c) über die Eingabe-Leitungsabschnitte (104a, 104b) an das Eingabe-Ende und ein zweiter Impedanz-Transformator (104e) über die Ausgabe-Leitungsabschnitte (104f, 104g) an das Ausgabe-Ende gekoppelt sind, wobei jeder der Transformatoren einen charakteristischen Impedanzwert hat, der kleiner als der erste Impedanzwert ist und an jeden der Eingabe- und Ausgabe- Übertragungsleitungsabschnitte ein dielektrischer Resonator gekoppelt ist.
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